آنالیزهای پیشرفته منسوجات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی FESEM

آنالیزهای پیشرفته منسوجات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی

ارائه  خدمات پیشرفته توسط شرکت دی‌پترونیک

میکروسکوپ الکترونی روبشی نوعی میکروسکوپ است که در آن به جای نور از پرتوی الکترونی استفاده می­شود. در این میکروسکوپ­ها، لنزهای مغناطیسی جایگزین عدسی نوری است که توانایی تغییر و جابجایی پرتوی الکترونی را دارند. در میکروسکوپ الکترونی روبشی معمولی، از فیلامنت تنگستنی به عنوان منبع تولید پرتوی الکترونی استفاده می­شود که قدرت کمی در متمرکز کردن پرتوی الکترونی بر روی نمونه مورد بررسی دارد و این امر در بزرگنمایی­های بالا موجب کاهش وضوح تصویر می­شود. در میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) از تک کریستال برای تولید پرتوی الکترونی استفاده می­شود که تمرکز بسیار بالایی بر روی ناحیه مورد بررسی داشته و امکان تصویربرداری با کیفیت تصویر مطلوب را در بزرگنمایی­های بسیار بالا مقدور می­نماید. نمونه مورد مطالعه در FESEM، مانند تمامی روش‌های میکروسکوپی دیگر باید از ویژگی‌های خاصی برخوردار باشد که از مهم­ترین آنها می‌توان به ابعاد محدود و صلب بودن نمونه اشاره نمود. برای بررسی نمونه‌ها با این میکروسکوپ باید آنها را آماده‌سازی کرد. رسانا بودن سطح نمونه شرط لازم است تا بتوان آن را مورد بررسی قرار داد. به همین جهت، برای نمونه‌های نارسانا، از یک پوشش نازک رسانا بر روی نمونه استفاده می­شود.

شکل۱- نمایی از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)

با ورود علم نانو در صنعت نساجی علاوه بر تولید نانو مواد اولیه این صنعت نظیر نانو الیاف و نانو رنگدانه­ها، در تکمیل منسوجات نیز پیشرفت­های شایانی حاصل شده است. فناوری نانو قابلیت‌های متنوعی به صنعت نساجی اعطا نموده است؛ چنان­که با پوشش­دهی نانوذرات متفاوت بر روی پارچه یا به عبارت دیگر نوعی تکمیل نانومتری بر روی پارچه، می­توان بدون از دست دادن خواصی همچون تنفس­پذیری، زیردست، جلا و…، خواصی همچون ضد لک، ضد چروک، خودتمیزشونده، ضد باکتری و حتی رسانش الکتریکی را به پارچه اعطا کرد.  این چنین است که بر اساس پیش بینی­­های جهانی به نظر می­رسد فناوری نانو ظرفیت ایجاد سهم بزرگی از نوآوری­های رو به جلو در صنعت نساجی را دارد. گفته می­شود نساجی جهان در آینده بر پایه نانوفناوری خواهند بود و بالطبع آنالیزهای پیشرفته جهت مطالعه این محصولات نیز نقش ویژه‌ای را خواهند داشت.

شکل۲- تصاویر FESEM الف)پارچه، ب) نانوالیاف و ج) نانومواد

دستگاه­­های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی پیشرفته علاوه بر فراهم نمودن قابلیت تصویربرداری در بزرگنمایی­های بالا از نانومواد پوشش داده شده بر روی سطح پارچه، نانوالیاف و…. از قابلیت­های دیگری نیز برخودارند. این دستگاه­­ها مجهز به دتکتورهای پیشرفته­ای برای آنالیز عنصری هستند. هر عنصری اشعه ایکسی را ساطع می­نماید که با استفاده از دتکتور EDS همزمان با تصویریرداری می­توان آنالیز عنصری جهت تشخیص ترکیب عناصر موجود در نمونه در نقاط معینی از آن و یا حتی نقشه‌ای از توزیع عناصر موجود در نمونه با توجه به سطح تصویر برداری شده را بدست آورد. نقشه عنصری (Elemental Mapping) قابلیتی نوظهور است که علاوه بر بررسی کمی عناصر در محدوده­ مورد مطالعه، امکان بررسی کیفیت توزیع نانومواد را نیز مقدور می‌نماید

شکل۳- نمونه‌ای از نقشه عنصری دستگاه­­ میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)